JP2013160095A

JP2013160095A - 弁開閉時期制御装置

Info

Publication number: JP2013160095A
Application number: JP2012021126A
Authority: JP
Inventors: Kenji Fujiwaki; 賢二藤脇; Masaki Kobayashi; 昌樹小林; Kenji Ikeda; 憲治池田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-02
Also published as: JP5990916B2

Abstract

【課題】出退機構の出退部材の嵌合凹部からの解除と、出退部材の嵌合凹部への嵌合と行う弁開閉時期制御装置を簡便に構成する。
【解決手段】外部ロータと内部ロータ２０との相対回転位相を規制する出退機構Ｌとしてロックピン３１と嵌合凹部３２とを備え、ロックピン３１に引退方向に油圧を作用させる第１受圧面Ｔ１と第２受圧面Ｔ２とをロックピン３１に形成し、ロックピン３１に延出方向に油圧を作用させる付勢受圧面Ｑを形成する。ロック解除時には進角油路２５から分岐した独立解除油路３６の作動油の油圧を第１受圧面Ｔ１と第２受圧面Ｔ２とに独立して作用させ、ロックピン３１をロック状態に切り換える際には、遅角油路２６から分岐したロック作動油路３７の作動油の油圧を付勢受圧面Ｑに独立して作用させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、弁開閉時期制御装置に関し、詳しくは、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、これと同軸上に配置され内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転部材とが、夫々の相対回転位相が変更自在となるように備えられ、相対回転位相の変化を規制するロックピン等の出退部材を有した出退機構を制御する技術の改良に関する。

上記のように構成された弁開閉時期制御装置として特許文献１には、駆動側回転部材（文献ではハウジング）の内部に従動側回転部材（文献ではベーンロータ）を相対回転自在に嵌め込んだ構成が示されている。この特許文献１では、駆動側回転部材に形成された複数の仕切壁の中間位置に従動側回転部材に形成された複数の羽根部を配置することで羽根部を挟む位置に進角室と遅角室とを形成し、羽根部の１つに出退機構（文献ではロック機構）を備えている。この出退機構は、羽根部に形成されたピン孔に進退自在に収容されたロックピンと、ハウジングのフロントカバーに形成されたロック孔と、ロックピンをロック孔の方向に付勢するスプリングとで構成されている。

この特許文献１では、ロックピンの先端部分に進角室からの作動油を供給することによりロックピンのロックを解除する解除油路と、ロックピンの内端部に形成された大径部に遅角室からの作動油を供給することによりロックピンのロックを解除する解除油路とが示されている。

また、弁開閉時期制御装置として特許文献２には、相対回転位相を中間回転位相に保持する出退機構（文献では保持機構）が備えられている。この出退機構は従動側回転部材（文献ではベーンロータ）の２つベーン各々に設けられたロックピン（第１ロックピンと第２ロックピン）と、駆動側回転部材（文献ではハウジング）に連結するスプロケット本体に形成された係合溝（文献では第１係合溝と第２係合溝）と、ロックピンを係合方向に付勢するスプリング（文献では第１スプリングと第２スプリング）とを備えている。

この特許文献２では、ロックピンを収容する空間に対して、作動油の油圧をロックピンに対して係合方向（ロック方向）に付勢する押込用受圧室と、ロックピンを係合の解除方向（ロック解除方向）に作用させる解除用油圧室とが形成されている。この押込用受圧室と、解除用受圧室と、進角室と、遅角室とに対してオイルポンプからの作動油を制御して供給する第１電磁切換弁と第２電磁切換弁とを備えている。

このような構成から、第１電磁切換弁と第２電磁切換弁とを制御することでエンジンの始動時には解除用油圧室に作動油を供給してロック解除を行い、相対回転位相を遅角方向に変化させる。また、エンジンを停止させる際には押込用受圧室に作動油を供給してロック状態にするように制御形態が設定されている。

つまり、弁開閉時期制御装置では、特許文献１や特許文献２にも示されるようにエンジンの始動時には出退機構により駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相を、エンジンの始動に適した位相に維持する。

また、特許文献２に記載される構成では、油圧により出退機構を構成する２つのロックピンを所定の順序で抜き方向に作動させてロック解除を行い、油圧の作用によりロックピンをロック方向に作動させることでロック状態に移行させるものである。

特開２００３‐３２８７０８号公報特開２００９‐２９９６４３号公報

例えば、遅角室とロックピンとの間にロック解除用の油路を形成し、遅角室からの作動油の圧力をロックピンに対してロック解除方向に作用させ、嵌合用の凹部から引き抜く構成では次のような不都合を招くこともあった。つまり、遅角室への作動油の供給により遅角室の油圧が上昇してロックピンを凹部から引き抜いた後（ロック解除後）に、相対回転位相が遅角方向に変化し始めた際に遅角室の容積拡大に伴い遅角室の圧力が低下し、ロックピンが再び凹部に嵌合してロック位置に戻ることがあった。特に、凹部が長孔状（回転方向に長い長孔状）に形成される構成では、遅角室の容積拡大に伴う圧力低下により、ロックピンが容易に凹部に嵌り込みロック位置に戻るだけではなく、ロックピンが凹部の開口縁に接触して円滑な相対回転が損なわれることがあった。

更に、前述したものと同様に遅角室とロックピンとの間にロック解除用の油路を形成した構成において、遅角室への作動油の供給で相対回転位相を変化させる際には、ロックピンをロック解除位置に保持する制御も行われる。このように相対回転位相を変化させる場合において、遅角室の圧力が低下した場合にはロックピンの先端が相対回転する部材に接触して円滑な相対回転が損なわれることもあった。このような不都合は進角室とロックピンとの間にロック解除油路を形成し、進角室からの作動油の油圧でロックピンのロックを解除を行う構成においても同様に発生するものであった。

また、例えば、遅角室とロックピンとの間にロック油路を形成し、遅角室からの作動油をロックピンに対してロック方向に作用させロック用の凹部に嵌合させる構成では次のような不都合を招くこともあった。つまり、遅角室への作動油の供給により作動油の油圧が上昇してロックピンを凹部に嵌合させた後に、相対回転位相が遅角方向に変化し始めた際に遅角室の容積拡大に伴い遅角室の圧力が低下し、ロックピンが凹部から抜け出し（ロックが解除され）、ロック状態に移行できないことがあった。このような不都合は進角室とロックピンとの間にロック油路を形成し、進角室からの作動油の油圧でロックピンを凹部に嵌合させる構成においても同様に発生するものであった。

本発明の目的は、出退機構の出退部材の嵌合凹部からの解除と、出退部材の嵌合凹部への嵌合とを行う弁開閉時期制御装置を簡便に構成する点にある。

本発明の特徴は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材と同軸上に配置され前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転部材とを備え、作動油の供給により前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材と相対回転位相を遅角方向に変化させる遅角室と、作動油の供給により前記相対回転位相を進角方向に変化させる進角室とが形成され、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との一方の回転部材に出退自在に支持される出退部材と、他方の回転部材に形成され前記出退部材が嵌合する嵌合凹部と、前記出退部材を延出方向に付勢するスプリングとを備えて前記相対回転位相を所定位相に拘束または所定位相範囲内にて規制する出退機構が構成されると共に、前記進角室と前記遅角室との一方の油室への作動油の供給時に前記出退部材を前記嵌合凹部から抜き出す方向に作動油を供給する解除油路と、前記進角室と前記遅角室との他方の油室への作動油の供給時に前記出退部材を前記嵌合凹部に嵌合させる方向に作動油を供給する作動油路とを備え、前記解除油路と前記作動油路との少なくとも一方が独立した油路として形成されている点にある。

この構成によると、出退部材の嵌合凹部から抜き出す作動を行う際には、一方の油室に供給される作動油が解除油路に供給され、この作動油の油圧により出退部材を嵌合凹部から抜き出す作動が実現する。これとは逆に、出退部材を嵌合凹部に挿入する際には、他方の油室に供給される作動油を作動油路に供給し、この作動油の油圧により出退部材を嵌合凹部の方向に作動させることで出退部材の嵌合凹部への嵌合が実現する。また、解除油路と作動油路との少なくとも一方が独立した油路として形成されているので、出退部材の嵌合凹部からの抜き出し又は嵌合凹部への嵌合を迅速に行える。
この構成では遅角室と進角室との一方に作動油が供給される際に、その作動油の一部が解除油路に供給され、遅角室と進角室との他方に作動油が供給される際に、その作動油の一部が作動油路に供給されるので、遅角室と進角室とを選択して作動油を供給するための単一の制御弁を備えるだけで済み、油路構成が単純となる。
従って、出退機構の出退部材の嵌合凹部からの解除と、出退部材の嵌合凹部への嵌合とを行う開閉時期制御装置が簡便に構成された。

本発明は、前記進角室に作動油を供給する進角油路と、前記遅角室に作動油を供給する遅角油路とが、前記従動側回転部材に形成されると共に、前記解除油路が、前記従動側回転部材の内部において前記進角油路又は前記遅角油路から分岐して形成されても良い。

これによると、進角油路から分岐により形成された油路では進角室の作動油の圧力が上昇する以前に分岐された解除油路に供給される作動油の油圧を上昇させることが可能となり、出退部材の抜き出し方向への作動を迅速に行える。

本発明は、前記進角室に作動油を供給する進角油路と、前記遅角室に作動油を供給する遅角油路とが、前記従動側回転部材に形成されると共に、前記作動油路が、前記従動側回転部材の内部において前記進角油路又は前記遅角油路から分岐して形成されても良い。

これによると、例えば、進角油路から分岐して作動油路を形成した構成では進角室の作動油の圧力が上昇する以前に分岐された作動油路に供給される作動油の油圧を上昇させることが可能となり、相対回転位相を進角方向に変化させた場合に出退部材の挿入方向への作動を迅速に行える。遅角油路から分岐して作動油路を形成した構成では、前述した構成と同様に、相対回転位相を進角方向に変化させる場合に出退部材の挿入方向への作動を迅速に行える。

本発明は、前記出退部材を引退方向に作動油の油圧を作用させる第１受圧面と第２受圧面とが前記出退部材に形成され、前記進角室と前記遅角室との一方の油室からの作動油の油圧を前記第１受圧面に作用させる連通解除油路が形成され、前記進角室と前記遅角室との一方の油室に作動油を供給する油路から分岐した作動油の油圧を前記第２受圧面に作用させる前記解除油路が形成されても良い。

これによると、第１受圧面に連通解除油路からの作動油を供給して出退部材に対して引退方向に油圧を作用させ、第２受圧面に独立解除油路からの作動油を供給して出退部材に引退方向に油圧を作用させることが可能となる。そして、第１受圧面に作用する油圧と第２受圧面に作用する油圧とで出退部材を嵌合凹部から抜き出してロック解除を行える。

第１実施形態の弁開閉時期制御装置の縦断側面図である。図１のII−II線断面図である。第１実施形態のロック解除作動を連続的に示す断面図である。第１実施形態のロック作動を示す断面図である。第１実施形態の変形例（ａ）のロック作動油路を示す断側面図である。第２実施形態の弁開閉時期制御装置の縦断側面図である。第２実施形態の弁開閉時期制御装置の縦断正面図である。第２実施形態の規制機構及び拘束機構の構成を示す分解斜視図である。第２実施形態の内部ロータの斜視図である。第２実施形態の第３状態を示す平面図である。第２実施形態の第３状態を示す断面図である。第２実施形態の第３状態から第２状態への移行を示す平面図である。第２実施形態の第３状態から第２状態への移行を示す断面図である。第２実施形態の第２状態から第１状態への移行を示す平面図である。第２実施形態の第２状態から第１状態への移行を示す断面図である。第２実施形態の第１状態を示す平面図である。第２実施形態の第１状態を示す断面図である。第２実施形態の通常運転時における進角制御を示す平面図である。第２実施形態の通常運転時における進角制御を示す断面図である。第２実施形態の通常運転時における遅角制御を示す平面図である。第２実施形態の通常運転時における遅角制御を示す断面図である。第２実施形態の第１状態から第２状態への移行を示す平面図である。第２実施形態の第１状態から第２状態への移行を示す断面図である。第２実施形態の第２状態から第３状態への移行を示す平面図である。第２実施形態の第２状態から第３状態への移行を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態の基本構成〕
図１及び図２に示すように、内燃機関としてのエンジン１００のクランクシャフト１０１とタイミングチェーン１０２を介して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ１０を備え、エンジン１００の燃焼室の吸気弁又は排気弁を開閉するためのカムシャフト１と同軸で一体回転する従動側回転部材としての内部ロータ２０を備え、外部ロータ１０と内部ロータ２０との回転位相を制御する油圧制御系を備えて弁開閉時期制御装置が構成されている。特に、この第１実施形態では、進角室Ｒ１に作動油を供給する際に、ロックピン３１（出退部材の一例）に対して独立解除油路３６（解除油路の一例）からの作動油を直接的（進角室Ｒ１を介さず）に供給することによりロックピン３１のロック解除を行う構成に特徴を有する。

この弁開閉時期制御装置は、外部ロータ１０と内部ロータ２０とがカムシャフト１の回転軸芯Ｘと同軸芯で相対回転自在に配置され、作動油の給排により外部ロータ１０と内部ロータ２０との相対回転位相を変化させ、カムシャフト１の回転により開閉制御される弁（吸気弁又は排気弁）の開閉時期（タイミング）の変更を実現する。また、この弁開閉時期制御装置では、相対回転位相を最遅角でロックし（拘束し）、油圧によりロック解除が可能な出退機構としてロック機構Ｌを備えており、これらの構成を以下に説明する。

〔弁開閉時期制御装置の構成〕
弁開閉時期制御装置は、前述した外部ロータ１０と内部ロータ２０とを前部位置のフロントプレート２と、これと反対側（エンジン側）のリヤプレート３とで挟み込み、外部ロータ１０とフロントプレート２とリヤプレート３とを一体化するように連結ボルト４で連結して構成されている。

リヤプレート３の外周位置にはタイミングチェーン１０２が巻回するスプロケット３Ｓが一体的に形成され、フロントプレート２と内部ロータ２０との間には、内部ロータ２０を進角方向Ｓ１に付勢するトーションスプリング５が備えられている。内部ロータ２０をカムシャフト１に連結固定する固定ボルト６が、回転軸芯Ｘと同軸芯で配置され、この固定ボルト６の外周側に後述する進角油路２５の一部が形成されている。

外部ロータ１０は円筒形の外殻部１１から内部に向けて複数の突出部１２が突設され、内部ロータ２０は円柱形の本体部分２１から外方に向けて複数の仕切突起２２が放射状に突設されている。また、外部ロータ１０の複数の突出部１２の中間に形成される油室（空間）に仕切突起２２を嵌め込むように外部ロータ１０と内部ロータ２０とが配置されている。

このような構成から、複数の突出部１２の中間位置に形成される油室（空間）を仕切突起２２が仕切る形態となり、外部ロータ１０と内部ロータ２０とは、油室内で仕切突起２２が移動し得る角度だけ相対回転自在となる。外部ロータ１０は、前述したタイミングチェーン１０２により図２にＳ（回転方向Ｓ）で示す方向に回転駆動される。仕切突起２２を基準にして一方側には、作動油が供給されることにより相対回転位相が進角方向Ｓ１に変化させる進角室Ｒ１が形成される。仕切突起２２を基準にして他方側には、作動油が供給されることにより相対回転位相が遅角方向Ｓ２に変化させる遅角室Ｒ２が形成される。また、突出部１２の突出端には内部ロータ２０の本体部分２１の外周に接触する外部シール１３が備えられ、仕切突起２２の突出端には外部ロータ１０の外殻部１１の内面に接触する内部シール２３が備えられている。

相対回転位相が最遅角と最進角との間の中央近傍を中間位相と称しており、トーションスプリング５は、相対回転位相が最遅角にある状態から相対回転位相を中間位相に達するまで付勢力を作用させるように付勢力が作用する範囲が設定されている。尚、トーションスプリング５の付勢力が作用する範囲は中間位相を超えるものであっても良く、中間位相に達しないものであっても良い。

この弁開閉時期制御装置には、進角室Ｒ１に連通する進角油路２５と、遅角室Ｒ２に連通する遅角油路２６とが形成されている。進角油路２５と遅角油路２６とはカムシャフト１の内部に連通しており、このカムシャフト１の外面のジョイントＪから電磁弁Ｖに接続している。エンジン１００で駆動される油圧ポンプＰからの作動油を電磁弁Ｖに供給する油路が形成されている。電磁弁Ｖは、進角油路２５と遅角油路２６との一方の油路を選択して作動油を供給し、他方の油路の排油を行う。電磁弁Ｖはエンジン１００の回転を制御するエンジンを制御するＥＣＵによって制御される。

〔ロック機構〕
ロック機構Ｌは、内部ロータ２０に形成された複数の仕切突起２２の一つに対して、回転軸芯Ｘと平行姿勢の軸芯に沿って出退自在に備えた出退部材としてのロックピン３１と、このロックピン３１が嵌合するようにリヤプレート３に形成した嵌合凹部３２と、ロックピン３１を嵌合方向（延出方向）に付勢するロックスプリング３３とを備えて構成されている。

このロック機構Ｌは、相対回転位相を最遅角にロックする（拘束する）ため嵌合凹部３２の位置が設定され、このロック機構Ｌはエンジン１００の停止時に相対回転位相を最遅角にロックする。このように相対回転位相を最遅角にロックした状態でエンジン１００を始動する場合には吸排気時の負荷が軽減されるためセルモータに供給される電力も少なくて済む。このような理由から、例えば、アイドルストップ制御のようにエンジン１００の停止と起動とを頻繁に行う車両では、エンジン１００の停止時に相対回転位相を最遅角に設定する制御が行われる。

また、エンジン１００を停止させる際には、弁開閉時期制御装置の相対回転位相を最遅角に設定すると共に、油圧がアシストする状態でロック機構Ｌのロック操作を行う。次に、エンジン１００を始動する場合には、ＥＣＵが、クランキングを開始した後に、エンジン始動（点火によりエンジン１００が稼動する状態）に円滑に移行するためにロック機構Ｌのロックを解除して相対回転位相を進角方向Ｓ１に移行させる制御が行われる。このような要請から進角方向Ｓ１に変化させるために進角室Ｒ１に作動油が供給される際には、適切なタイミングでロックピン３１を嵌合凹部３２から抜き出す作動が行われる。

図３に示すように、ロックピン３１は、先端側の嵌合部３１Ａと、これより大径となるピン本体３１Ｂとを一体形成し、ピン本体３１Ｂにロックスプリング３３を収容するスプリング空間３１Ｃが形成されている。これに対応して仕切突起２２においてロックピン３１を収容するために形成された収容孔部２８には、嵌合部３１Ａが挿通する第１孔部２８Ａと、ピン本体３１Ｂが挿通する第２孔部２８Ｂとが形成されている。

嵌合部３１Ａの先端部分には第１受圧面Ｔ１が形成され、嵌合部３１Ａとピン本体３１Ｂとの境界部分にリング状の第２受圧面Ｔ２が形成され、ロックピン３１のロックスプリング３３が収容される空間側に付勢受圧面Ｑが形成されている。

嵌合凹部３２には、進角室Ｒ１からの作動油の油圧を第１受圧面にＴ１に作用させるための連通解除油路３５（解除油路の一例）が接続している。収容孔部２８には、第２受圧面Ｔ２に作動の圧力を作用させる独立解除油路３６（解除油路の一例）が接続している。前述したように進角油路２５がカムシャフト１の内部から内部ロータ２０に亘って形成されている。この進角油路２５の中間部分にロック解除側分岐部Ｄを形成し、このロック解除側分岐部Ｄで分岐した作動油が独立解除油路３６に供給される。つまり、独立解除油路３６は、進角室Ｒ１に作動油を供給する進角油路２５とは別個に形成された油路として構成されている。

また、前述したように遅角油路２６がカムシャフト１の内部から内部ロータ２０に亘って形成され、この遅角油路２６の中間部分にロック作動側分岐部Ｅを形成し、このロック作動側分岐部Ｅで分岐した作動油がロック作動油路３７（作動油路の一例）に供給される。このロック作動油路３７は遅角室Ｒ２には直接的に接続しない独立した油路として形成されている。

エンジン１００の始動時のように低速回転状態で油圧ポンプＰから供給される作動油の油圧によってもロックピン３１を嵌合凹部３２から抜き出せるように、第１受圧面Ｔ１と第２受圧面Ｔ２とを併せた受圧面積の値が設定されている。つまり、エンジン１００が増速し油圧ポンプＰから供給される作動油の油圧が上昇した状況では第２受圧面Ｔ２に作用する作動油の油圧だけでもロックピン３１を嵌合凹部３２から抜き出せるように第２受圧面Ｔ２の受圧面積の値が設定されている。つまり、進角室Ｒ１に作動油の油圧が作用すると、第１受圧面Ｔ１及び第２受圧面Ｔ２に抜き出し方向（引退方向）に油圧が作用するが、第２受圧面Ｔ２だけに油圧が作用してもロックピン３１が嵌合凹部３２から抜け出せるように第２受圧面Ｔ２の受圧面積を設定してある。

このロック機構Ｌでは、第１孔部２８Ａと嵌合部３１Ａとの間で作動油が多少リークしても、第２孔部２８Ｂとピン本体３１Ｂとの間で作動油のリークが抑制される精度を有していれば第１受圧面Ｔ１と第２受圧面Ｔ２とに作用する油圧によりロックピン３１の抜き出し（引退）が可能である。このような理由から、第２孔部２８Ｂとピン本体３１Ｂとの嵌合精度を高く設定し、第１孔部２８Ａの内径を嵌合部３１Ａの外径より設定値だけ大きく設定するように低い精度で加工されている。このような構成から、第２孔部２８Ｂの軸芯とピン本体３１Ｂとの軸芯とを高い精度で一致させるために高い精度での加工を行わずに済み、加工を容易にしている。

〔ロック機構の作動形態〕
この第１実施形態の構成から、エンジン１００を停止させる際には遅角油路２６から遅角室Ｒ２に作動油を供給することにより相対回転位相が遅角方向に変化する。このように遅角室Ｒ２に供給される作動油はロック作動側分岐部Ｅからロック作動油路３７に供給され、このロック作動油路３７から付勢受圧面Ｑに供給される。このように付勢受圧面Ｑに作動油の油圧が作用した場合にはロックスプリング３３の付勢力をアシストする形態で油圧を作用させることになり、例えば、相対回転位相が変動する状況であっても、相対回転位相が最遅角に達したタイミングでロックピン３１の嵌合部３１Ａを嵌合凹部３２に対して迅速に嵌合させる。

エンジン１００の始動時にロック機構Ｌのロック状態を解除して相対回転位相を進角方向Ｓ１に変化させる場合には、ＥＣＵが電磁弁Ｖを制御することにより進角油路２５から進角室Ｒ１に作動油が供給される。進角油路２５に供給された作動油はロック解除側分岐部Ｄから独立解除油路３６に送られ、この作動油の油圧が予圧として第２受圧面Ｔ２に作用する。前述したように第２受圧面Ｔ２に作用する油圧だけでもロックピン３１を嵌合凹部３２から抜くことができる。しかし、この直後に進角油路２５から第１受圧面Ｔ１に対して作動油の油圧が作用することで、図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）の状態へとより迅速にロックピン３１の抜き出しが行われる（ロック機構Ｌのロックが解除される）。

つまり、独立解除油路３６には進角油路２５のロック解除側分岐部Ｄで分岐した作動油が供給されるので、独立解除油路３６から第２受圧面Ｔ２に供給される作動油の油圧は、進角室Ｒ１の圧力の影響を受けることが殆どなく、第２受圧面Ｔ２に作用する油圧を短時間のうちに上昇させるのである。

また、進角油路２５から供給される作動油が進角室Ｒ１に充満した後に連通解除油路３５に供給される作動油の油圧が上昇する。これにより、既に第２受圧面Ｔ２に作用している油圧によりロックピン３１を抜き出し方向に作動させ、更に、連通解除油路３５から第１受圧面Ｔ１に作用する油圧により迅速にロックピン３１を嵌合凹部３２から抜き出し、ロック機構Ｌのロックが解除される。

〔第１実施形態の作用・効果〕
相対回転位相を最遅角に設定してロック機構Ｌをロック状態に設定する場合には、ロック作動油路３７からの作動油をロックピン３１に作用させることにより、迅速、確実にロック状態に移行できる。また、作動油が進角室Ｒ１に充満した直後にロック機構Ｌのロックが解除されるので、外部ロータ１０と内部ロータ２０とを相対回転させる力が低い状態でロック機構Ｌのロック解除が可能となり、例えば、強い剪断力の作用によりロックピン３１が抜き出し不能に陥ることがなく、ロック解除を確実に行える。前述した加工精度の設定により、第１孔部２８Ａと嵌合部３１Ａとが密嵌合していないので、ロックピン３１が嵌合凹部３２から抜き出される際には第１孔部２８Ａと嵌合部３１Ａとの間の摺動抵抗が小さく、迅速な抜き出しを実現する。

更に、ロック機構Ｌのロックが解除される時点で進角室Ｒ１には作動油が既に充満しているため、外部ロータ１０と内部ロータ２０とが相対回転し難い状態にあり、カムシャフト１から作用する外力によって相対回転位相が乱れる不都合を招くこともない。そして、進角室Ｒ１に供給される作動油の油圧により相対回転位相が進角方向Ｓ１の方向に変化し、この進角方向Ｓ１への変化をトーションスプリング５の付勢力がサポートして一層迅速な変化が実現する。

特に、本発明の弁開閉時期制御装置では、ロックピン３１の挿抜を制御するための専用の弁を必要としないので、油路系が単純化し、部品点数の増大も抑制して製造が容易でコストの低減も実現する。

因みに、この第１実施形態では、相対回転位相を必要とする位相に設定する場合には、ＥＣＵが電磁弁Ｖを制御することにより進角油路２５と遅角油路２６との一方を選択して作動油を供給する。ロック状態に移行する場合には、遅角油路２６にのみ作動油を供給する制御が行われ、相対回転位相が最遅角に達した時点でロックスプリング３３の付勢力によりロックピン３１の嵌合部３１Ａが嵌合凹部３２に嵌合してロック状態に達する。

〔第１実施形態の変形例〕
（ａ）図５に示すように、前述した第１実施形態と同様に進角油路２５の中間部分のロック解除側分岐部Ｄで分岐した作動油の油圧を独立解除油路３６から第２受圧面Ｔ２に作用させる油路系を備えると共に、第１実施形態とは異なり、遅角室Ｒ２からの作動油を仕切突起２２に形成したロック作動油路３７から付勢受圧面Ｑに作用するように構成する。

このように構成することにより、ロック機構Ｌのロック解除を必要とする場合には、独立解除油路３６からの作動油により迅速にロック解除を行うことになり、ロック機構Ｌによるロック状態に移行する場合には、遅角室Ｒ２に供給される作動油を付勢受圧面Ｑに供給し、この付勢受圧面Ｑに作用する油圧をロックピン３１に対してロック作動方向に作用させ、ロックスプリング３３の付勢力をアシストする形態で迅速なロック状態への移行が実現する。

（ｂ）また、第１実施形態の変形例として、前述した変形例のロック作動油路３７を形成するものにおいて、独立解除油路３６に代えて進角室Ｒ１からの作動油の油圧を第２受圧面Ｔ２に対して直接的に作用させるロック解除油路を仕切突起２２に形成しても良い。

〔第２実施形態〕
この第２実施形態では、弁開閉時期制御装置の基本的な構成は第１実施形態と共通するものであるが、第１実施形態と比較して、外部ロータ１０と内部ロータ２０との相対回転位相が最遅角と最進角との中間となる中間位相においてロック機構Ｌによりロックする（拘束する）点が異なり、これに関連して油路構成が異なる。特に、この第２実施形態では、遅角室Ｒ２に作動油を供給する際に、第１ロック部材４５（出退部材の一例）に対して付勢油路８６（作動油路の一例）からの作動油を直接的（遅角室Ｒ２を介さず）に供給することにより第１ロック部材４５（出退部材の一例）を規制凹部５２に突入させ規制状態への移行を行う構成に特徴を有する。

〔第２実施形態の基本構成〕
図６〜図９に示すように、駆動側回転部材としての外部ロータ１０と、この外部ロータ１０に対して同軸上に配置され、カムシャフト１と同期回転する従動側回転部材としての内部ロータ２０とを備えて弁開閉時期制御装置が構成されている。

外部ロータ１０は、カムシャフト１が接続される側に取り付けられるリヤプレート３と、カムシャフト１が接続される側とは反対側に取り付けられるフロントプレート２と、リヤプレート３とフロントプレート２とで挟まれる外殻部１１とから構成される。外部ロータ１０に内装される内部ロータ２０は、カムシャフト１の先端部に一体的に組み付けられ、外部ロータ１０に対して一定の範囲内で相対回転が可能に構成されている。

外部ロータ１０の外殻部１１には、径内方向に突出する複数の突出部１２が回転方向Ｓに沿って互いに離間する位置に形成され、突出部１２と内部ロータ２０とにより油室が形成されている。

各油室は、内部ロータ２０の一部をなす仕切突起２２又は内部ロータ２０に取り付けられるベーン２４によって、進角室Ｒ１と遅角室Ｒ２とに二分されている。仕切突起２２に形成された第１収容部５１と第２収容部６１には、それぞれ規制部材として機能する第１ロック部材４５と、拘束部材として機能する第２ロック部材４６が収容される。この第２実施形態ではロック機構Ｌが、規制機構５０と拘束機構６０とで構成されている。これらの構成については後述する。

カムシャフト１及びリヤプレート３に形成された進角油路２５は、進角室Ｒ１に連通している。同様に、カムシャフト１及び内部ロータ２０に形成された遅角油路２６は、遅角室Ｒ２に連通している。

外部ロータ１０と内部ロータ２０とが相対回転可能な一定の範囲は、油室の内部で仕切突起２２又はベーン２４が変化可能な範囲に対応する。進角室Ｒ１の容積が最大となる相対回転位相が最進角であり、遅角室Ｒ２の容積が最大となる相対回転位相が最進角である。

電磁弁Ｖは、エンジンを制御するＥＣＵによって操作される。電磁弁Ｖは、進角油路２５への作動油の供給を許すと同時に遅角油路２６からの作動油の排出を許して相対回転位相を進角方向Ｓ１に変化させる進角ポジションＶｆに設定可能である。これと同様に電磁弁Ｖは、進角油路２５及び遅角油路２６への作動油の給排を阻止して位相回転位相を保持する保持ポジションＶｎと、遅角油路２６への作動油の供給を許すと同時に進角油路２５からの作動油の排出を許して相対回転位相を遅角方向Ｓ２に変化させる遅角ポジションＶｒとに設定可能に構成されている。この電磁弁Ｖは、ＥＣＵからの制御信号のない状態においては、進角ポジションＶｆに保持されるように構成されている。また、ＥＣＵが電磁弁Ｖを進角ポジションＶｆに設定する制御を進角制御と称し、電磁弁Ｖを遅角ポジションＶｒに設定する制御を遅角制御と称する。

〔ロック機構Ｌ：規制機構〕
相対回転位相を最遅角位相から中間ロック位相までの範囲（以下、「規制範囲Ｆ」と称する）に規制する規制機構５０の構成について、図８、図９及び図１０〜図２４に基づき説明する。

規制機構５０は、主に段付き円筒形の第１ロック部材４５と、第１ロック部材４５を収容する第１収容部５１と、第１ロック部材４５が突入可能となるようリヤプレート３の表面に形成された長孔形状の規制凹部５２（嵌合凹部の一例）とから構成される。

第１ロック部材４５は、径が異なる円筒を４段積み重ねた形状である。この４段の円筒をリヤプレート３の側から順に、第１段部４５ａ、第２段部４５ｂ、第３段部４５ｃ及び第４段部４５ｄと称する。第２段部４５ｂは第１段部４５ａよりも径が小さくなるよう構成され、それよりフロントプレート２の側では、第２段部４５ｂ、第３段部４５ｃ、第４段部４５ｄと順に径が大きくなるように構成されている。

第１段部４５ａは規制凹部５２に突入可能に形成され、第１段部４５ａが規制凹部５２に突入している時は、後述の如く相対回転位相が規制範囲Ｆの範囲内に規制される。第４段部４５ｄには円筒形の凹部４５ｅが形成され、第１スプリング５３（ロックスプリングの一例）が収容される。この凹部４５ｅと、凹部４５ｅの外周位置における第１ロック部材４５の端面（図８では上面）で付勢受圧面Ｑが形成されている。

第１収容部５１は、カムシャフト１の回転軸芯Ｘの方向に沿って仕切突起２２に形成され、フロントプレート２の側からリヤプレート３の側に亘って内部ロータ２０を貫通している。第１収容部５１は、例えば、径が異なる円筒状の空間を３段積み重ねた形状であって、第１ロック部材４５がその内部で移動可能なように形成してある。第１収容部５１の内周面のうち後述する連通油路８５と接続する部分には、断面半円状の縦溝部５１ａが形成される。この縦溝部５１ａと連通油路８５とを介して、後述する第１油室５４、第２油室５５及び第４油室６５は連通するよう構成されている。

規制凹部５２は、回転軸芯を中心とした円弧状であって、その径方向における位置は後述のロック凹部６２とはわずかに異なるように形成してある。規制凹部５２には、進角側の端部である第１端部５２ａと、遅角側の端部である第２端部５２ｂとが形成されている。第１ロック部材４５が第１端部５２ａと当接状態にある時は、相対回転位相が中間ロック位相となる。第１ロック部材４５が第２端部５２ｂと当接状態にある時は、相対回転位相が最遅角位相となる。即ち、規制凹部５２は規制範囲Ｆに対応している。

第１ロック部材４５は、第１収容部５１に収容されるとともに、第１スプリング５３によってリヤプレート３の側に常時付勢されている。第１ロック部材４５の第１段部４５ａが規制凹部５２に突入すると、相対回転位相が規制範囲Ｆの範囲内に規制され、「規制状態」が作り出される。第１スプリング５３による付勢力に抗して第１段部４５ａが規制凹部５２から退出すると、規制状態が解除され、「規制解除状態」となる。

第１ロック部材４５を第１収容部５１に収容すると、第１ロック部材４５と第１収容部５１とによって第１油室５４及び第２油室５５が形成される。第１油室５４は第１ロック部材４５の第２段部４５ｂの外側に形成され、第１油室５４に作動油が供給された場合には、第１ロック部材４５の第３段部４５ｃの底面である第１受圧面４５ｆに作動油圧を作用させて第１ロック部材４５を規制凹部５２から退出させる。第２油室５５は第１ロック部材４５の第３段部４５ｃの外側に形成され、第２油室５５に作動油が供給された場合には、第１ロック部材４５の第４段部４５ｄの底面である第２受圧面４５ｇに作動油圧を作用させて第１ロック部材４５を規制凹部５２から退出させる。尚、第１油室５４と第２油室５５とは、縦溝部５１ａを介して連通している。

また、第１ロック部材４５を第１収容部５１に収容すると、第１ロック部材４５とフロントプレート２とによって背面油室５６が形成される。この背面油室５６は、第１ロック部材４５の凹部４５ｅと一体の空間として形成され、後述する付勢油路８６から作動油が供給された場合には、第１ロック部材４５の付勢受圧面Ｑに作動油圧が作用することから第１ロック部材４５をリヤプレート３の側に付勢する。

〔ロック機構Ｌ：拘束機構〕
相対回転位相を中間ロック位相にロック（拘束）する拘束機構６０の構成について、図８、図９及び図１０〜図２４に基づき説明する。拘束機構６０は、主に段付き円筒形の第２ロック部材４６と、第２ロック部材４６を収容する第２収容部６１と、第２ロック部材４６が突入可能となるようリヤプレート３の表面に形成された円孔形状のロック凹部６２とから構成される。

第２ロック部材４６は、例えば径が異なる円筒を２段積み重ねた形状である。この２段の円筒をリヤプレート３の側から順に、第１段部４６ａ及び第２段部４６ｂと称する。第１段部４６ａの径は、第２段部４６ｂの径よりも小さくなるように構成されている。

第１段部４６ａはロック凹部６２に突入可能に形成され、第１段部４６ａがロック凹部６２に突入している状態の時は、相対回転位相が中間ロック位相にロックされる。第２段部４６ｂには円筒形の凹部４６ｃが形成され、第２スプリング６３が収容される。

第２収容部６１は、回転軸芯の方向に沿って内部ロータ２０に形成され、フロントプレート２の側からリヤプレート３の側に亘って内部ロータ２０を貫通している。第２収容部６１は、径が異なる円筒状の空間を２段積み重ねた形状であって、第２ロック部材４６がその内部で移動可能なように形成してある。

第２ロック部材４６は、第２収容部６１に収容されるとともに、第２スプリング６３によってリヤプレート３の側に常時付勢されている。第２ロック部材４６の第１段部４６ａがロック凹部６２に突入すると、相対回転位相が中間ロック位相に保持され、「ロック状態」が作り出される。第２スプリング６３による付勢力に抗して、第１段部４６ａがロック凹部６２から退出すると、ロック状態が解除され、「ロック解除状態」となる。

第２ロック部材４６をロック凹部６２に突入させると、第２ロック部材４６とロック凹部６２とによって第３油室６４が形成される。第３油室６４は第２ロック部材４６のリヤプレート３の側に形成され、第３油室６４に作動油が供給された場合には、第１ロック部材４５の第１段部４６ａの底面である第１受圧面４６ｄに作動油圧を作用させて第２ロック部材４６をロック凹部６２から退出させる。

第２ロック部材４６を第２収容部６１に収容すると、第２ロック部材４６と第２収容部６１とによって第４油室６５が形成される。第４油室６５は第２ロック部材４６の第１段部４６ａの外側に形成され、第４油室６５に作動油が供給された場合には、第２ロック部材４６の第２段部４６ｂの底面である第２受圧面４６ｅに作動油圧を作用させて第２ロック部材４６をロック凹部６２から退出させたロック解除状態が保持される。

次に各油路の構成について、図８、図９及び図１０〜図２４に基づき説明する。

〔規制解除油路〕
規制解除状態を実現するための規制解除油路８１（解除油路の一例）は、規制時連通油路８２と解除時連通油路８３とを備えている。規制時連通油路８２は、後述するリヤプレート油路９１とＵ字状油路９２とからなり、規制状態を解除するために進角室Ｒ１から第１油室５４に作動油を供給する油路である。又、解除時連通油路８３は、第１ロック部材４５が規制凹部５２から退出している時に、規制解除状態を保持するために進角室Ｒ１から第１油室５４に作動油を供給する油路である。

第１油室５４は縦溝部５１ａを介して第２油室５５と連通するとともに、縦溝部５１ａ及び後述する連通油路８５を介して第４油室６５と連通している。従って、規制解除油路８１、即ち規制時連通油路８２及び解除時連通油路８３のうち何れかから第１油室５４に供給された作動油は、第２油室５５及び第４油室６５に供給される。

リヤプレート油路９１は、リヤプレート３の内部ロータ２０の側の表面に形成された円弧溝状の油路であり、進角室Ｒ１と連通している。又、Ｕ字状油路９２は、内部ロータ２０のリヤプレート３の側の表面に形成されたＵ字溝状の油路であり、第１油室５４に連通している。リヤプレート油路９１は、第１ロック部材４５が規制範囲Ｆの範囲内における所定の遅角側の範囲（以下、「規制解除可能範囲Ｇ」と称する）内にある時にのみ、Ｕ字状油路９２と連通するように構成されている。尚、規制解除可能範囲Ｇの範囲内に第１ロック部材４５があるとは、第１段部４５ａの全領域が規制解除可能範囲Ｇの範囲内にあることをいう。

即ち、規制時連通油路８２は、第１ロック部材４５が規制解除可能範囲Ｇの範囲内にあり、リヤプレート油路９１とＵ字状油路９２とが連通状態の時に進角室Ｒ１に作動油が供給されると、第１油室５４及び第２油室５５に作動油を供給し、第１受圧面４５ｆ及び第２受圧面４５ｇに作動油圧を作用させて第１ロック部材４５による規制状態を解除する。

解除時連通油路８３は、仕切突起２２の内部に形成された管状の油路であり、進角室Ｒ１と連通している。第１ロック部材４５が規制凹部５２に突入して規制状態にある場合には、第１ロック部材４５の第３段部４５ｃの側壁によって、解除時連通油路８３と第１油室５４との連通が遮断される。これに対して、第１ロック部材４５が規制凹部５２から退出して規制解除状態となっている時には、解除時連通油路８３は第１油室５４に連通し、進角室Ｒ１から供給される作動油により規制解除状態を保持する。

進角室Ｒ１から第１油室５４に作動油が供給される場合、規制時連通油路８２と解除時連通油路８３とのうち何れから第１油室５４に作動油が供給されるかは、基本的には第１ロック部材４５の動作に応じて択一的となるように構成されている。しかし、厳密には、規制時連通油路８２と解除時連通油路８３との切換時においては、規制時連通油路８２及び解除時連通油路８３の何れからも作動油が第１油室５４に供給されるように構成してある。これは、規制時連通油路８２と解除時連通油路８３との切換時に何れの連通油路も第１油室５４と連通しない状況が生じると、第１油室５４が一時的に密閉状態となり、第１ロック部材４５の動作の円滑性が損なわれてしまうのを防止するためである。

〔ドレン油路〕
ドレン油路８７は、第１ロック部材４５が規制凹部５２に突入する時に、第１ロック部材４５の移動抵抗となる第１油室５４及び第２油室５５の内部の作動油を速やかに排出するための油路である。ドレン油路８７は、リヤプレート３を回転軸芯の方向に貫通するよう形成されている。

ドレン油路８７は、第１ロック部材４５が規制解除可能範囲Ｇよりも進角側の所定の範囲にある時にのみＵ字状油路９２と連通し、第１油室５４及び第２油室５５の内部の作動油がＵ字状油路９２及びドレン油路８７を介して排出される。第１ロック部材４５が規制解除可能範囲Ｇの範囲内にある時には、ドレン油路８７とＵ字状油路９２とが連通しないように構成してあるため、リヤプレート油路９１とＵ字状油路９２とが連通している時に、進角室Ｒ１から供給された作動油が、そのままドレン油路８７に排出されるのを防止する。

〔ロック解除油路〕
ロック解除油路８４は、リヤプレート３に形成された溝状の油路であり、第３油室６４と連通している。第２ロック部材４６がロック凹部６２に突入したロック状態では、ロック解除油路８４は遅角室Ｒ２と連通するよう構成されており、遅角室Ｒ２からロック解除油路８４を介して第３油室６４に供給された作動油が、第２ロック部材４６の第１受圧面４６ｄに作動油圧を作用させ、第２ロック部材４６をロック凹部６２から退出させてロック解除状態とする。

〔連通油路〕
連通油路８５は、仕切突起２２の内部に形成された管状の油路であり、第１収容部５１の縦溝部５１ａと第４油室６５とを連通している。規制解除油路８１、即ち規制時連通油路８２及び解除時連通油路８３のうち何れかから第１油室５４に作動油が供給されると、第１油室５４内の作動油が縦溝部５１ａを介して連通油路８５に供給され、その結果、第４油室６５に作動油が供給されるため、ロック解除状態を保持することができる。

〔付勢油路〕
遅角油路２６がカムシャフト１の内部から内部ロータ２０に亘って形成され、カムシャフト１の内部の遅角油路２６の中間部分にロック作動側分岐部Ｅを形成し、このロック作動側分岐部Ｅで分岐した作動油を背面油室５６に供給する付勢油路８６が形成されている。従って、遅角室Ｒ２に作動油が供給される際には、ロック作動側分岐部Ｅで分岐した作動油が付勢油路８６を介して背面油室５６に供給され、この作動油圧が付勢受圧面Ｑに作用し、第１ロック部材４５をリヤプレート３の側に付勢するので速やかに規制状態を実現する。一方、進角室Ｒ１に作動油が供給されると、背面油室５６の作動油は付勢油路８６を介して排出されるので、速やかに規制解除状態を実現する。

〔規制機構及びロック機構の動作〕
相対回転位相は、エンジン１００が停止する際には中間ロック位相でロック状態に達するように制御される。エンジン始動時には、中間ロック位相から相対回転位相を規制解除可能範囲Ｇの範囲内に変化させる遅角制御（遅角方向Ｓ２への制御）の後に、進角制御（進角方向Ｓ１への制御）を行うことによりロック状態を解除し、規制範囲Ｆのうち規制解除可能範囲Ｇに含まれない範囲内で進角制御に切り換えることによりロック状態を実現する。

〔ロック解除時及び規制解除時の動作〕
ロック状態を解除した後に規制状態を解除する手順、即ち、図１０、図１１に示す如く規制機構５０による規制と拘束機構６０による保持とが行われる第３状態から、図２２、図２３に示す如く拘束機構６０によるロック状態が解除された第２状態を経て図１６、図１７に示す如く拘束機構６０によるロック状態が解除され、更に、規制機構５０の規制が解除される第１状態に移行する手順について、図１０〜図１７に基づき説明する。

図１０、図１１は、エンジン１００の始動時及びエンジン１００の停止時のロック状態、即ち第３状態における規制機構５０及び拘束機構６０を示す。エンジン始動時には、電磁弁Ｖが進角ポジションＶｆにあるため進角室Ｒ１に作動油が供給される。しかし、第１ロック部材４５は規制解除可能範囲Ｇの範囲外にあるため、規制時連通油路８２からは第１油室５４に作動油が供給されない。又、解除時連通油路８３も第１油室５４と連通していないため、第１油室５４に作動油が供給されない。よって、ロック状態が維持される。

図１４、図１５は、エンジン始動後、ロック状態を解除するため、即ち第３状態から第２状態へ移行するために遅角制御により電磁弁Ｖが遅角ポジションＶｒに切り換えられた際の状態を示す。この際、ロック解除油路８４を介して遅角室Ｒ２から第３油室６４に作動油が供給され、第２ロック部材４６の第１受圧面４６ｄに作動油圧が作用し、第２ロック部材４６がロック凹部６２から退出してロック状態が解除される。ロック状態が解除されると、第１ロック部材４５は遅角方向に移動する。

図示しない位相センサが、第１ロック部材４５が規制解除可能範囲Ｇの範囲内に位置する相対回転位相となったことを検知すると、ＥＣＵは、進角制御により電磁弁Ｖを進角ポジションＶｆに切り換え、第２状態から第１状態へ移行が行われる。この移行時の状態を図１４、図１５に示す。リヤプレート油路９１とＵ字状油路９２とが連通しているため、規制時連通油路８２から第１油室５４に作動油が供給される。すると、第１ロック部材４５の第１受圧面４５ｆに作動油圧が作用し、第１ロック部材４５は規制凹部５２から退出し、規制状態が解除される。

この時、第１油室５４内の作動油は、縦溝部５１ａを介して第２油室５５にも供給されるので、第１ロック部材４５の第２受圧面４５ｇにも作動油圧が作用するとともに、背面油室５６からは付勢油路８６を介して作動油が排出されるので、第１ロック部材４５は規制凹部５２から速やかに退出することができる。又、第１油室５４内の作動油は、縦溝部５１ａ及び連通油路８５を介して第４油室６５にも供給されるので、第２ロック部材４６の第２受圧面４６ｅにも作動油圧が作用し、ロック解除状態を保持する。

遅角油路２６及び付勢油路８６の最小管径が、進角油路２５の最小管径よりも大きくなるように構成されていると、第２状態から第１状態に移行する時に、背面油室５６の内部の作動油が付勢油路８６を介して排出されやすくなるので好適である。即ちこのような構成により、背面油室５６の内部の作動油による残圧により第１ロック部材４５を規制凹部５２から退出させ難くなるということがなく、より速やかに規制状態の解除を実現することができる。

又、本第２実施形態においては、油圧ポンプＰと電磁弁Ｖとの間に、油圧ポンプＰの側への作動油の流れを禁止する逆止弁７５を備えている。従って、進角制御時に、カムトルクの影響による進角室Ｒ１における作動油圧の変動を抑えることができるので、進角室Ｒ１の作動油圧の変動下限値を上昇させることができ、より速やかに規制状態の解除を実現することができる

図１６、図１７は、進角制御によって、規制解除状態及びロック解除状態を保持している時の状態、即ち第１状態における規制機構５０及び拘束機構６０を示す。この時、解除時連通油路８３を介して進角室Ｒ１の作動油が第１油室５４に供給される。第１油室５４と第４油室６５とは縦溝部５１ａ及び連通油路８５により連通するため、進角室Ｒ１から第１油室５４に供給される作動油は、第４油室６５にも供給される。その結果、規制解除状態及びロック解除状態が保持される。

〔通常運転状態における動作〕
次に、規制解除状態及びロック解除状態、即ち第１状態が実現され通常の運転状態となった時の動作について、図１８〜図２１に基づき説明する。

通常の運転状態において、進角制御を行った時の状態を図１８、図１９に示す。進角制御の時には、進角室Ｒ１、解除時連通油路８３、第１油室５４、縦溝部５１ａ、連通油路８５及び第４油室６５が連通するから、規制解除状態及びロック解除状態が保持された状態で進角作動する。

通常の運転状態において、遅角制御を行った時の状態を図２０、図２１に示す。この時、遅角室Ｒ２から第３油室６４に作動油が供給されるので、ロック解除状態が保持される。一方、第１油室５４には作動油が供給されないので、第１ロック部材４５は付勢油路８６から供給される作動油及び第１スプリング５３によって付勢され、リヤプレート３と当接する。この動作の際、第１油室５４、第２油室５５及び縦溝部５１ａの内部の作動油は、解除時連通油路８３を介して進角室Ｒ１に排出される。

尚、上記のように第１ロック部材４５がリヤプレート３と当接するように付勢されても、第１ロック部材４５はリヤプレート３の表面上を滑動するので、弁開閉時期制御装置の動作に支障をきたすことはない。又、規制凹部５２とロック凹部６２は径方向にずらした位置に形成しているため、第１ロック部材４５がロック凹部６２に突入することはない。

〔規制時及びロック時の動作〕
最後に、規制状態とした後にロック状態とする手順、即ち第１状態から第２状態を経て第３状態に移行する手順について、図２２〜図２５に基づき説明する。

図示しない位相センサが、規制機構５０及び拘束機構６０が規制解除状態及びロック解除状態を保持している状態、即ち第１状態の時に、第１ロック部材４５が規制範囲Ｆの範囲内且つ規制解除可能範囲Ｇの範囲外に位置する相対回転位相となったことを検知すると、ＥＣＵは電磁弁Ｖを進角ポジションＶｆに切り換える。

図２２、図２３は、規制状態が実現した状態、即ち第２状態と同様の状態における規制機構５０及び拘束機構６０を示す。このように第１ロック部材４５を規制凹部５２に突入させる際には、ロック作動側分岐部Ｅで分岐した作動油が付勢油路８６から背面油室５６の付勢受圧面Ｑに供給され、この作動油圧と第１スプリング５３により第１ロック部材４５がリヤプレート３の側に付勢される。このような付勢が行われると共に、Ｕ字状油路９２とドレン油路８７とが連通し、第１油室５４、第２油室５５及び縦溝部５１ａの内部の作動油がドレン油路８７から排出されるので、第１ロック部材４５は速やかに規制凹部５２に突入する。

規制状態を実現してからも遅角制御を維持すると、第１ロック部材４５が規制解除可能範囲Ｇの範囲内に移動し、リヤプレート油路９１とＵ字状油路９２とが連通するので、次に進角制御に切り換えた時に規制状態が解除されてしまう。このため、規制状態を実現した後は、第１ロック部材４５が規制解除可能範囲Ｇの範囲内に移動する前に進角制御に切り換える必要がある。

第１ロック部材４５が規制解除可能範囲Ｇに入る前に進角制御に切り換えると、図２４、図２５に示すように、第１ロック部材４５は規制凹部５２から退出せずに進角作動する。その結果、第１ロック部材４５が規制凹部５２の第１端部５２ａに当接し、中間ロック位相に保持される。この時、連通油路８５への作動油供給が断たれているので、第２ロック部材４６は第２スプリング６３によって付勢されロック凹部６２に突入し、図１０、図１１に示したロック状態、即ち第３状態が実現される。この時、第３油室６４の内部の作動油はロック解除油路８４を介して遅角室Ｒ２から排出され、第４油室６５の内部の作動油は連通油路８５、縦溝部５１ａ、第１油室５４、Ｕ字状油路９２及びドレン油路８７を介して排出されるので、第２ロック部材４６の突入動作を妨げることがない。

このように、本第２実施形態では、第１ロック部材４５が規制凹部５２から退出した状態から、規制凹部５２に突入する場合には、第１スプリング５３の付勢力だけではなく、付勢油路８６から作用する油圧が第１ロック部材４５の付勢受圧面Ｑに対して突入方向に作用するため、この油圧によりアシストされる状態で規制凹部５２に突入することが可能となる。

特に、付勢油路８６がロック作動側分岐部Ｅからの作動油を、付勢受圧面Ｑに対して作用させる構成であるため、カムシャフト１から作用する外力により相対回転位相が変動する場合のように遅角室Ｒ２の作動油の圧力が変動する場合にも、圧力変動がない作動油の圧力を継続的に付勢受圧面Ｑに作用させることが可能となり、規制凹部５２に対して迅速に突入させる作動を実現している。

本発明は、ロックピンを油圧式に作動させる弁開閉時期制御装置に利用することができる。

１カムシャフト
１０駆動側回転部材（外部ロータ）
２０従動側回転部材（内部ロータ）
３１出退部材（ロックピン）
３２嵌合凹部
３３スプリング（ロックスプリング）
３５解除油路（連通解除油路）
３６解除油路（独立解除油路）
３７作動油路（ロック作動油路）
４５出退部材（第１ロック部材）
４６出退部材（第２ロック部材）
５２嵌合凹部（規制凹部）
５３ロックスプリング（第１スプリング）
８１解除油路（規制解除油路）
８６作動油路（付勢油路）
Ｄ分岐部（ロック解除側分岐部）
Ｒ１進角室
Ｒ２遅角室
Ｔ１第１受圧面
Ｔ２第２受圧面
Ｌロック機構

Claims

内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と同軸上に配置され前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転部材とを備え、
作動油の供給により前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材と相対回転位相を遅角方向に変化させる遅角室と、作動油の供給により前記相対回転位相を進角方向に変化させる進角室とが形成され、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との一方の回転部材に出退自在に支持される出退部材と、他方の回転部材に形成され前記出退部材が嵌合する嵌合凹部と、前記出退部材を延出方向に付勢するスプリングとを備えて前記相対回転位相を所定位相に拘束または所定位相範囲内にて規制する出退機構が構成されると共に、
前記進角室と前記遅角室との一方の油室への作動油の供給時に前記出退部材を前記嵌合凹部から抜き出す方向に作動油を供給する解除油路と、前記進角室と前記遅角室との他方の油室への作動油の供給時に前記出退部材を前記嵌合凹部に嵌合させる方向に作動油を供給する作動油路とを備え、前記解除油路と前記作動油路との少なくとも一方が独立した油路として形成されている弁開閉時期制御装置。
前記進角室に作動油を供給する進角油路と、前記遅角室に作動油を供給する遅角油路とが、前記従動側回転部材に形成されると共に、前記解除油路が、前記従動側回転部材の内部において前記進角油路又は前記遅角油路から分岐して形成されている請求項１記載の弁開閉時期制御装置。
前記進角室に作動油を供給する進角油路と、前記遅角室に作動油を供給する遅角油路とが、前記従動側回転部材に形成されると共に、前記作動油路が、前記従動側回転部材の内部において前記進角油路又は前記遅角油路から分岐して形成されている請求項１記載の弁開閉時期制御装置。
前記出退部材を引退方向に作動油の油圧を作用させる第１受圧面と第２受圧面とが前記出退部材に形成され、前記進角室と前記遅角室との一方の油室からの作動油の油圧を前記第１受圧面に作用させる連通解除油路が形成され、前記進角室と前記遅角室との一方の油室に作動油を供給する油路から分岐した作動油の油圧を前記第２受圧面に作用させる前記解除油路が形成されている請求項１記載の弁開閉時期制御装置。